Muutuja ja mälu alused programmeerimises

Iga arvuti töötab tegelikult ainult väga lihtsa, kuid põhimõtteliselt olulise struktuuriga: teavet salvestatakse kujul 1 ja 0. Kuid mis tegelikult toimub kulisside taga, kui sa neid 1 ja 0 kasutad? Selles juhendis tutvud sa muutuja ja mälu taustade ja kontseptsiooniga. Muutujad on hädavajalikud, et andmeid ajutiselt salvestada ja manipuleerida. Sukelduge sisse!

Tähtsamad tähelepanekud

• Muutujad on olulised komponendid, mis võimaldavad sul väärtusi mälus salvestada.
• Arvutisüsteemis tegeled sa baitide ja bittidega, kusjuures üks bait koosneb 8 bitist.
• Bittide väärtus tõuseb eksponentsiaalselt, mis on programmeerimise ja andmetöötluse jaoks väga oluline.

Muutujate alused

Et mõista muutujate toimimist, peame esmalt selgitama, mis täpselt on muutuja. Programmeerimises on muutuja koht hoidmiseks väärtustele, mida saab programmis käivitamise ajal muuta. Need võimaldavad ajutiselt teavet salvestada ja hiljem sellele juurde pääseda. See salvestamine toimub mälus, mida nimetatakse ka RAM-iks (Random Access Memory).

Mälu tähtsus

Mälu on volatiilne salvestus, kuhu salvestatakse andmed ja programmid nende täitmise ajal. Kõik, mida sa arvutis teed, toimub mälus. Kui sa näiteks deklareerid muutuja ja määrad sellele väärtuse, salvestatakse see teave mällu, kuni programm lõpetatakse või muutujat ülekirjutatakse.

Bitid ja baitide mõistmine

Andmetöötlemise keskne mõisted on bait. Üks bait koosneb 8 bitist. Iga bitt võib võtta väärtuse 0 või 1. Nende bittide binaarne koostoime teenib teabe salvestamist. Iga bitil on spetsiifiline positsioon ja seega teatud väärtus. Need väärtused on järgmised:

• Bitt 1: 1
• Bitt 2: 2
• Bitt 3: 4
• Bitt 4: 8
• ja nii edasi...

See struktuur meenutab kümnendsüsteemi, kus iga positsioon esindab 10 potentsi. Binaarses süsteemis aga väärtus kahekordistub. Kui näiteks aktiveerid neljanda bit, summeerid väärtused, et saada kümnendväärtus.

Binaarsüsteem praktikas

Kontsepti paremini mõistmiseks eeldame, et lisad erinevaid bitid. Kui ainult bit 1 on aktiivne, esindab see väärtust 1. Kui bit 3 aktiveeritakse, lisad 4, mis annab kokku väärtuse 5. Seda on lihtne demonstreerida binaarse esitus viisiga.

See tähendab, et saad aktiivsete bittide kombinatsiooniga esindada mitmesuguseid kümnendväärtusi. Näiteks: Kui bit 5 on aktiivne (32) ja bit 3 (4) ning bit 1 (1), summeerides need väärtused saad 37. Seda tüüpi arvutust nimetatakse binaarseks liitmiseks.

Kümnendväärtusest binaarväärtuseks

Oluline kontseptsioon programmeerimises on kümnendväärtuste ümberarvutamine binaarväärtusteks. Iga aktiveeritud bitt lisatakse kogusummale. Kui näiteks aktiveerid bit 5 (32) ja bit 3 (4), summeerid väärtused ja saad 36. Binaarväärtus 36 jaoks oleks siis 100100.

Väärtuste skaleerimine

Väärtuste esitamisse arvutis sattuvad piirid, kui vaatad oma süsteemi võimekust. Tüüpiline arvuti suudab tänapäeval sageli töötada 64-bitiste arhitektuuridega. See tähendab, et sul on 2^64 võimalikku kombinatsiooni, mille kaudu saab esitada äärmiselt suuri kümnendväärtusi. Prinsiiip jääb siiski muutumatuks ja on programmeerimise jaoks väga oluline.

Kokkuvõte – Muutujad ja mälu: Tarkvara programmeerimise alused

Selles juhendis oled õppinud muutuja ja nende rolli mälus põhilisi aspekte. Sa mõistad nüüd bitide ja baitide tähtsust ning kuidas neid väärtuste esitamiseks kasutatakse. Nende kontseptsioonide mõistmine on oluline suund tarkvara programmeerimise teel.